定子绕组的拆换

7.6.2　定子绕组的拆换

定子绕组的拆换工作可按以下步骤来进行：记录原始数据→拆除旧绕组→制作绕线模→线圈的绕制→绝缘及裁剪→绕组的嵌线→接线与焊接→绕组的试验→浸漆与烘干等。

1．记录原始数据

对已确定进行重换绕组修理的电动机，应尽可能详细、完整地记录其原始数据。按照表7-1进行记录。

表7-1　单向电动机绕组拆卸记录表

表中铭牌数据是指电动机上铭牌所标记的数据，它—般包括有型号、功率、转速、频率、电压、电流、效率、功率因数、绝缘等级、允许温升、出厂编号及制造厂等。铁芯数据是指电动机的定子铁芯内径、外径、长度、槽数等。绕组数据是指线圈的线径、并绕根数、匝数、节距、并联支路数、绕组接法、线圈铜重等。线圈尺寸是指线圈的端部和直线部分的长度尺寸。单相电动机分布式定子绕组几种常用绕组形式的线圈各部尺寸如图7-17所示。

图7-17　单相电动机分布式定子绕组几种常用绕组型式的线圈

2．拆除旧绕组

定子绕组故障比较严重时，必须拆除原来已经损坏的旧绕组，然后重新嵌入新绕组。旧绕组拆除是比较麻烦的。拆除旧绕组元件最简便的方法是使原来的漆和绝缘软化，然后剪开绕组一端的所有元件边，从另外一端用拆线机逐个将元件拉出定子槽，具体方法主要有冷拆法和加热法以及溶剂溶解法。

（1）冷拆法

对于那些绝缘严重老化比较容易拆下来的电动机旧绕组，可以采用这种方法。首先用电工刀或废锯条磨成的刀将槽楔从中间劈开后拆出，再用起子从线圈端部依次拨开线匝，然后将线匝的直线部分扯出槽口外，逐次分批拆除直到将全部导线都拆出来。旧绕组全部拆出后，应将旧槽绝缘一块取出，并逐槽清理槽内残余的绝缘物。并整理好槽口和铁芯两端的端面，使整个铁芯的端面和槽处于平整的良好状态，以利新绕组的嵌入。

（2）加热法

有些电动机绕组的绝缘尚未老化，绕组仍为一个坚固的整体。对这类旧绕组的拆除可采用加热法。加热方法有通电短路加热和烘箱加热两种方法。通电加热法是将低压电源加到电动机的绕组上，用调压器将电压逐步升高到使电动机绕组的温度能使其软化到可拆卸程度。另外一种加热方法就是用烘箱加热，使电动机烘热到绕组绝缘软化，槽楔和导线均比较容易扯出来的时候。但不论用哪种加热方法其加热温度均不能太高，一般应控制在200℃以下，不然高温会损坏定子铁芯硅钢片的片间绝缘，从而导致铁损增加、空载电流增大的不良后果。

（3）溶剂溶解法

当单相电动机绕组在其绝缘漆尚未老化的情况下，还可以采用溶剂溶解法来拆除旧绕组。常用的溶剂有氢氧化钠（工业烧碱），丙酮、酒精、苯混合溶液，甲苯、石蜡混合液等。采用溶剂溶解法时，要特别注意安全，一要防止起火，二要通风良好，以免吸入苯的有毒气体而中毒。

拆除旧绕组后的定子铁芯，应及时清理槽内残余绝缘物，并整理好铁芯两端的槽口和端面等。

3．绕线模的制作

绕线模的尺寸做得是否合适，对电动机绕组的重嵌工作能否顺利进行起着关键性的作用。新绕制的线圈尺寸既不能太短也不可过长，太短将会使嵌线发生困难，严重时甚至使线圈无法嵌下去；过长则不仅浪费铜线，还使绕组电阻和端部漏抗增大，电动机的电气性能变坏。在重新绕制新绕组前，应依据旧绕组线圈形状和尺寸或需要变动的绕组节距来制作绕线模。但多数情况下，旧线圈在拆除时，长宽均已变形，那就只有经过计算来重新设计绕线模。

绕线模一般由模心和夹板所组成，双层叠绕组的绕线模如图7-18所示。模心是绕线模的主要部分，它决定所绕线圈的长短宽窄及全部尺寸。所以，对模心尺寸的确定应细心、慎重。其计算方法如下。

图7-18　双层叠绕组的绕线模

（1）模心宽度（B）：

B=π(D+h)/(2p)(mm)

式中：D——定子铁芯内径

　　　h——定子槽深

　　　p——磁极对数

（2）模心直线部长度（L）：

L=l+2d(mm)

式中：l——铁芯有效长度

　　　d——线圈伸出铁芯的长度（一般取10mm）

（3）模心端部长度（C）

C=KB/2(mm)

式中：K——电动机极数系数。

（4）模心厚度：（δ）

模心厚度为定子槽平均宽度，通常在8mm左右。

绕线模一般均用干燥的硬木板制作，以免翘曲变形。绕线模的夹板尺寸以周边高出模心10～15mm为宜。模心做成后，通常在其轴心处倾斜地锯开。其中半块模心固定在上夹板，另外半块模心固定在下夹板，这样，当线圈绕成后比较容易脱模。

4．线圈的绕制

线圈绕制前应先检查所用导线的直径、导线绝缘厚度是否符合要求，绕线前必须仔细确认主、辅绕组的极相组数，每极相组内的线圈数和线圈匝数等有关数据，特别是线圈匝数不能有差错，因为它直接影响到电动机运行性能的好坏。为了提高绕线质量，最好使用手摇绕线机，绕线步骤如下：

（1）准备好手摇绕线机、绕线架、绕线模、钢丝钳、剪刀、活动扳手以及电磁线、绝缘管和扎线等。

（2）将绕线模装入到手摇绕线机的主轴，并用螺母把绕线模两侧的夹板锁紧，绕线机计数器的号盘拨到“0”位置。电磁线装到绕线架上，并使绕线架与手摇绕线机保持适当的距离，让电磁线引至绕线模时保持平整无弯曲。

（3）绕线开始时，将电磁线的起始线端经绕线模右侧开口处固定到绕线机主轴，绕线从右边向左边绕。在绕线模的4道槽内放入扎线，如图7-19所示。

图7-19　在绕线模放入扎线

（4）绕线时，电磁线在线模槽内应排列整齐层次分明，不得有严重交叉和混乱，绕满一个线圈规定的匝数后，用放在线槽内的棉扎线将线圈扎紧，以免线圈下模时线匝松散。接着将电磁线放入绕线模的第2线槽，然后按同样的方法继续绕下去，直至绕完极相组内的所有线圈。同心式绕组、正弦绕组均从小线圈开始绕起。

（5）极相组整组线圈绕好后，留下适宜的引线长度后用钢丝钳剪断电磁线。用活动扳手松开手摇绕线机主轴的螺母，逐槽取出绕好的所有线圈。

绕制时注意事项：

（1）单相电动机分布式定子绕组的类型较多，其中有交叉式绕组、同心式绕组及正弦绕组等，它们均由若干个大小不一的线圈套绕后构成极相组，这类绕组在绕线时，其极相组内的所有线圈要从小线圈至大线圈连续不断地一次绕完。

（2）在单相电动机绕组绕线时，各极相组内的线圈中最好不要有接头，以免增加绕组的故障点。当线圈在绕制中电磁线不够需要连接时，其焊接处应选择在线圈的端部，而绝对不允许选在线圈的直线部分，否则经焊接的电磁线加包绝缘后就很难嵌进槽内。即使能够嵌入槽中，假如因焊接不良而造成线圈断路，将会给检查和修理带来极大的困难。

（3）绕线时，应注意拉电磁线的力度要松紧适宜。过松则使线圈内部松散外部零乱，绕出的线圈质量较差不利嵌线。过紧则又可能将电磁线直径拉细，从而影响线匝间的耐压强度和增大线圈的直流电阻值，使电动机性能受损。

5．绕组的嵌线

在电动机清理干净定子槽以后，应该先将制作好的绝缘材料放入槽内，绝缘材料的选择由绝缘等级决定。最常用的绝缘材料是青壳纸、高强度聚乙烯薄膜和尼龙纸。绝缘材料要伸出槽外7mm左右。如图7-20（a）所示。当同一槽内嵌放有主、辅两套绕组的线圈元件边时，应在槽内的主、辅绕组间垫入层间绝缘。主、辅绕组的端部重叠处应垫入端部绝缘，层间、端部的绝缘均采用与槽绝缘同等的绝缘材料。单相电动机的槽内绝缘结构如图7-20（b）所示。嵌线前应仔细检查清理铁芯槽内的绝缘残留物，用锉刀、起子修正突出的硅钢片和毛刺，以及纠正铁芯两端因拆除旧绕组而产生的弯曲硅钢片等，并用吹风机或皮老虎将其吹干净。准备好槽绝缘、层间绝缘、端部绝缘、槽楔、整台电动机绕组（即主、辅、调速3套绕组），以及锤子、剪刀、压线板、理线板等材料和工具，将槽绝缘逐一放入槽中。认真查看电动机修理原始技术数据记录，看清主、辅、调速绕组的绕组形式、节距、三套绕组的相互位置及嵌线的先后顺序等。开始嵌线时，将主绕组第一只线圈的一个元件边捻扁，使线匝成为扁平一排的状态，然后从一端槽口斜嵌入线圈的部分线匝或全部线匝。将主绕组第一只线圈的另一元件边推过节距槽暂不嵌入槽内，然后用双手在线圈两侧端部压喇叭口。嵌极相组第二只线圈及以后的线圈时，应先将线圈间连接线整理后嵌入槽内。然后再把线圈元件边一次拉入槽中，连接线应置放在线圈内侧。嵌完主绕组的一个极组组合后就垫入层间绝缘，并用锤子和压线板将层间绝缘敲平压实。嵌线时，在主绕组、辅助绕组、调速绕组的端部，相互之间要垫放端部绝缘。当嵌到第一节距最先留下暂未嵌入的线圈元件边时，此时应逐一翻起线圈并用纱带将它们捆吊住，其翻起高度以不影响最后一只线圈元件的嵌入为准，然后将该线圈元件边顺序嵌入槽中，绕组全部嵌完后，用锤子和理线板轻敲线圈的端部、定子铁芯内径的一个圆整的喇叭口，修剪绕组端部绝缘，使绝缘纸高于线圈线匝2～3mm。嵌线过程中，如发现槽底绝缘破裂或槽内过于松动等情况，则需垫入同等绝缘材料加以修复和充实。线圈端部、连接线等如有凌乱或严重交叉时，需用理线板进行理顺和整理。

图7-20　单相电动机的槽及槽内绝缘结构

6．端部接线

绕组全部嵌入定子槽以后，接着按照规定的接法，把主绕组、辅助绕组、调速绕组依次连接起来。绕组在接线前应准备好套管、布带、蜡线、松香、焊锡、引出电缆线，以及锤子、剪刀、钢丝钳、垫打竹板、弹性刮刀和电烙铁等材料和工具。根据原始技术数据的记录，仔细检查主绕组、辅助绕组、调速绕组的相互位置、接法、出线方向等，以及检查各套绕组的线圈是否有嵌反、接错和端部绝缘是否有垫错的情况，如发现这类错误应立即纠正。接线时首先将各绕组所有的出线端整理好，并且合理选定引出线端的出线位置，一般将出线位置选在距出线盒最近绕组端部两侧。连接可按主绕组、辅助绕组、调速绕组的顺序分别进行连接。各套绕组内则按电动机绕组原规定的显极接法或庶极接法进行接线。连接时，在需要连接的出线端上套入玻璃丝漆套管，套管长度应伸入线圈鼻端20mm左右为宜。然后用弹性刮刀将导线绝缘漆层刮除，两线端可以采取平行绞接的方法进行连接。用电烙铁对线端绞接处进行焊接，接着用绝缘漆布带半叠包两层将连接线的焊接处仔细包好。最后进行端部绑扎，先将绕组端部的喇叭口用锤子和垫打竹片进行整理，使喇叭口圆整而又符合尺寸要求。连接线和电缆线应平整地排列在绕组端部，并用蜡线牢固地扎紧。

7．初步检查

绕组更换后必须进行部分项目的检验，这样可以提前发现重换绕组修理过程中的问题，确保电机修理质量。检验的项目主要有：外表检查；电阻测量；极性检查；短路检查；耐压试验等。现将这些项目的检查方法简述如下：

（1）外表检查

首先检查定子绕组两端长短是否一致，喇叭口是否过大或过小，过大或过小都是不允许的。通常定子绕组端部的内圆不能小于铁芯内径，绕组端部外圆可等于铁芯外径。还应该检查槽底绝缘是否有破裂，槽口绝缘是否包扎好，端部绝缘是否垫到位。最后检查槽楔的长短是否合乎要求，槽楔是否高出槽口，以及槽楔在槽内有无松动现象等。

（2）直流电阻测量

用电桥或万用表检测主绕组、辅助绕组和调速绕组的冷态和热态直流电阻值。

（3）极性检查

用指南针法来检查绕组极性。一般逐相进行检查。检查时，先在主绕组、辅助绕组、调速绕组内依次通以低压直流电，然后把指南针放入铁芯内圆，并沿圆周缓慢移动，移动一周后观察测得的极数和极性是否正确。若发现指南针摇摆不定或极性不是按南、北极交替分布时，说明绕组在连接中存在错误。

（4）耐压试验

为保证单相电动机绝缘有可靠的电气强度，电动机必须在比正常工作电压更高的电压下进行耐压试验。由于绕组在嵌线、接线过程中均可能发生绝缘损坏的情况，所以当绕组在经过上述工序和未进行绝缘处理前，都应按要求做绕组绝缘的耐压试验。

8．浸漆与烘干

单相电动机在重换绕组后都要进行浸漆烘干的绝缘处理。绕组及绝缘经绝缘漆浸渍处理后，能大大提高电机的各项性能及使用寿命。绝缘漆的浸渍处理主要有预先干燥；浸漆处理；浸漆后干燥三个过程。对于小型电动机，其工艺过程如下：

（1）预烘。预烘的目的就是为了驱除铁芯、绕组、绝缘材料中所含的潮湿和水分。预先干燥时，应注意和掌握干燥温度和干燥时间。将定子绕组置于烘箱内或功率较大的灯泡下，保持125～135℃，预烘4～6小时，测得绝缘电阻应在20MΩ以上。

（2）第一次浸漆。预烘后，待其冷却到50～70℃时就可以进行浸漆。浸漆时，绝缘漆的漆面应高于电动机顶部100mm以上，浸漆时间应为漆槽中气泡停止10～20min。

（3）滴漆。将电动机吊起滴干余漆。滴干余漆的时间要随漆的黏度和电机大小而定．一般为15～30min。余漆滴干后，绕组以外的其他部分的余漆应仔细擦干净。

（4）第一次烘干。按照以下温度和时间，从低温到高温在烘箱中或用较大功率灯泡进行烘烤：60～70℃，半小时；125～135℃，6～8小时。浸漆后开始烘烤的半小时内，温度只能控制在70℃左右，以防温度过高，绝缘漆黏度变小而流失。

（5）第二次浸漆、滴漆。与第一次浸漆、滴漆方法相同。

（6）第二次烘干。按第一次的方法持续10～14小时，烘干后待绕组逐渐冷却后取出。测得绝缘电阻应在2MΩ以上。